一种激光焊接虚焊检测方法及相关装置制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种激光焊接虚焊检测方法及相关装置，该方法包括：工控电脑获取激光加工系统在焊接过程中目标焊缝在第一时段产生的光信号对应的电信号，该电信号包括激光反射信号

【技术实现步骤摘要】
一种激光焊接虚焊检测方法及相关装置


[0001]本申请涉及激光加工
，特别涉及一种激光焊接虚焊检测方法及相关装置
。

技术介绍

[0002]新能源行业或
3C
行业中的电池通常采用具有良好导电性能的有色金属作为电极材料，需要通过激光焊接将不同电池的电极焊接在一起，从而实现电池的导电
。
电池电极激光焊接一般为叠焊，即两片金属电极板材叠加之后，激光将上下板材同时熔化，凝固后的焊缝可牢固连接上下板材，焊缝作为电池之间的导电介质
。
电极板材导电性好的有色金属对激光的吸收率较低
、
反射率较高，需要较高的激光能量密度的激光才能被电极材料吸收从而熔化
。
当加工条件出现异常时，如离焦量变化
、
激光器能量衰减
、
保护镜片污染等，会使激光能量密度降低，当激光能量密度降低至接近材料的阈值或者低于阈值时，电极材料对激光的吸收会骤然减少
、
反射增加，产生高反的现象，导致上板材只吸收少量激光能量并熔化少量金属，激光无法穿透至下板材导致下板材无熔化，上下板材无焊缝连接，金属电极之间无法熔接在一起，产生虚焊，焊缝的机械性能和导电性能失效，导致电池失效
、
内阻增大
、
甚至发热起火，故对激光焊接质量的检测很重要，特别是对虚焊的检测
。
[0003]现有的对激光焊接质量的检测方法包括视觉检测
、
力学破坏性测试
、
电性能测试
。
视觉检测只能观察表面焊缝的形态，无法观察到下板材是否熔化，对由于金属材料对激光能量吸收减少从而导致上下板材无焊缝熔接的虚焊问题无法准确识别；力学测试为测试焊缝的拉力，上下板材无焊缝连接时，拉力变小甚至为0，力学测试可准确检测虚焊，但力学测试属于焊后破坏性测试，适合抽检，无法进行全检；电性能测试为测试焊缝的导电性，从而确定上下板材金属之间是否有焊缝连接，但当焊缝的大部分存在虚焊
、
小部分不虚焊时，即只有一小段焊缝连接上下板材时，焊缝仍可以导电并通过电性能的测试，故无法通过电性能的测试准确检测出部分虚焊的缺陷
。
如何检测激光加工产生的虚焊是亟需解决的问题
。

技术实现思路

[0004]本申请提出了一种激光焊接虚焊检测方法及相关装置，有利于检测出激光加工产生的虚焊
。
[0005]本申请采用如下技术方案实现
。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种激光焊接虚焊检测方法，包括：
[0007]工控电脑获取激光加工系统在焊接过程中目标焊缝在第一时段产生的光信号对应的电信号，光信号包括激光反射信号
、
可见光信号和红外光信号；光信号对应的电信号包括激光反射信号对应第一电信号
、
可见光信号对应第二电信号
、
红外光信号对应第三电信号；并获取第二时段产生的光信号对应的电信号；第二时段包含于所述第一时段；在第二时段的第一电信号特征值大于所述激光反射信号特征值阈值，且第二时段的第二电信号特征值大于可见光信号特征值阈值，且第二时段的第三电信号特征值大于红外信号特征值阈值
时，工控电脑确定目标焊缝存在虚焊
。
[0008]通过在激光焊接过程中检测焊缝产生的激光反射信号对应的第一电信号
、
可见光信号对应的第二电信号及红外光信号对应的第三电信号，再利用激光反射信号对应的第一电信号
、
可见光信号对应的第二电信号及红外光信号对应的第三电信号判断焊缝是否存在虚焊，可以实现在激光加工过程中对焊缝是否存在虚焊检测，并有利于提高检测结果的准确性
。
[0009]结合第一方面，在一个可能的实现方式中，本实施例的方法包括：
[0010]工控电脑根据第二时段的第一电信号和激光反射信号对应的基准上边线得到第二时段的第一电信号的幅值极限；
[0011]第二时段的第一电信号特征值大于激光反射信号特征值阈值，包括：若第二时段的第一电信号的幅值极限大于激光反射信号的幅值极限阈值，则确定第二时段的第一电信号特征值大于激光反射信号特征值阈值
。
[0012]结合第一方面，在一个可能的实现方式中，第二时段的第一电信号曲线包括多个第一采样点，激光反射信号的基准上边线包括多个第二采样点，多个第一采样点与所述第二采样点在时间上对应，工控电脑根据第二时段的第一电信号和激光反射信号对应的基准上边线得到第二时段的第一电信号的幅值极限，包括：
[0013]工控电脑逐个第二时段的第一电信号曲线包括的第一采样点中每个第一采样点所表示的幅值与该第一采样点在时间上对应的第二采样点所表示幅值之间的差值，以得到多个第一差值；第二时段的第一电信号的幅值极限包括多个第一差值
。
[0014]结合第一方面，在一个可能的实现方式中，本实施例的方法还包括：
[0015]工控电脑获取多条第四电信号曲线，多条第四电信号曲线为多个无缺陷焊缝在第二时段产生的激光反射信号对应的电信号曲线；多个第四电信号曲线中的每条第四电信号曲线包括多个第四采样点，多个第四采样点与多个第二采样点在时间上对应；工控电脑计算每条第四电信号曲线中每个第四采样点所表示的幅值与该第四采样点在时间上对应的第二采样点所表示的幅值之间的差值，以得到多个第四差值；多个第四差值中的最大值为激光反射信号的幅值极限阈值
。
[0016]结合第一方面，在一个可能的实现方式中，本实施例的方法还包括：
[0017]工控电脑根据第二时段的第一电信号和激光反射信号对应的基准中线得到第二时段的第一电信号的幅值上平均偏移；
[0018]第二时段的第一电信号特征值大于激光反射信号特征值阈值，还包括：若第二时段的第一电信号的幅值上平均偏移大于激光反射信号的平均偏移阈值，则确定第二时段的第一电信号特征值大于激光反射信号特征值阈值
。
[0019]结合第一方面，在一个可能的实现方式中，第二时段的第一电信号曲线包括多个第一采样点，激光反射信号对应的基准中线包括多个第三采样点，多个第一采样点与多个第三采样点在时间上对应，工控电脑根据第二时段的第一电信号和激光反射信号对应的基准中线得到第一时段的第一电信号的幅值上平均偏移，包括：
[0020]工控电脑从多个第一采样点中获取至少一个第一目标点，第一目标点为多个第一采样点中，所表示的幅值高于在时间上对应的第三采样点所表示幅值的第一采样点；工控电脑计算至少一个第一目标点中每个第一目标点所表示的幅值与该第一目标点在时间上
对应的第三采样点所表示的幅值之间的差值，以得到至少一个第二差值；工控电脑根据至少一个第二差值及第一时段的第一电信号曲线中第一采样点的数量得到第一时段的第一电信号的幅值上平均偏移
。
[0021]结合第一方面，在一个可能的实现方式中，本实施例的方法还包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种激光焊接虚焊检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取激光加工系统在焊接过程中目标焊缝在第一时段产生的光信号对应的电信号，所述光信号包括激光反射信号
、
可见光信号和红外光信号；所述电信号包括所述激光反射信号对应第一电信号
、
所述可见光信号对应第二电信号
、
所述红外光信号对应第三电信号；获取第二时段产生的光信号对应的所述电信号；所述第二时段包含于所述第一时段；在所述第二时段的第一电信号特征值大于所述激光反射信号特征值阈值，且所述第二时段的第二电信号特征值大于所述可见光信号特征值阈值，且所述第二时段的第三电信号特征值大于所述红外信号特征值阈值时；确定所述目标焊缝存在虚焊
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述第二时段的第一电信号和所述激光反射信号对应的基准上边线得到所述第二时段的第一电信号的幅值极限；所述第二时段的第一电信号特征值大于所述激光反射信号特征值阈值，包括：若所述第二时段的第一电信号的幅值极限大于激光反射信号的幅值极限阈值，则确定所述第二时段的第一电信号特征值大于所述激光反射信号特征值阈值
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二时段的第一电信号曲线包括多个第一采样点，所述激光反射信号的基准上边线包括多个第二采样点，所述多个第一采样点与所述第二采样点在时间上对应，所述根据所述第二时段的第一电信号和所述激光反射信号对应的基准上边线得到所述第二时段的第一电信号的幅值极限，包括：逐个第二时段的第一电信号曲线包括的第一采样点中每个第一采样点所表示的幅值与该第一采样点在时间上对应的第二采样点所表示幅值之间的差值，以得到多个第一差值；第二时段的第一电信号的幅值极限包括多个第一差值
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取多条第四电信号曲线，所述多条第四电信号曲线为多个无缺陷焊缝在所述第二时段产生的激光反射信号对应的电信号曲线；所述多个第四电信号曲线中的每条第四电信号曲线包括多个第四采样点，所述多个第四采样点与所述多个第二采样点在时间上对应；计算所述每条第四电信号曲线中每个第四采样点所表示的幅值与该第四采样点在时间上对应的第二采样点所表示的幅值之间的差值，以得到多个第四差值；所述多个第四差值中的最大值为所述激光反射信号的幅值极限阈值
。5.
根据权利要求2‑4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据第二时段的第一电信号和所述激光反射信号对应的基准中线得到所述第二时段的第一电信号的幅值上平均偏移；所述第二时段的第一电信号特征值大于所述激光反射信号特征值阈值，还包括：若第二时段的第一电信号的幅值上平均偏移大于激光反射信号的平均偏移阈值，则确定第二时段的第一电信号特征值大于所述激光反射信号特征值阈值
。6.
根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二时段的第一电信号曲线包括多个第一采样点，所述激光反射信号对应的基准中线包括多个第三采样点，所述多个第一采样点与所述多个第三采样点在时间上对应，所述根据第二时段的第一电信号和所述激光反射信号对应的基准中线得到所述第一时段的第一电信号的幅值上平均偏移，包括：从所述多个第一采样点中获取至少一个第一目标点，所述第一目标点为所述多个第一
采样点中，所表示的幅值高于在时间上对应的第三采样点所表示幅值的第一采样点；计算所述至少一个第一目标点中每个第一目标点所表示的幅值与该第一目标点在时间上对应的第三采样点所表示的幅值之间的差值，以得到至少一个第二差值，根据所述至少一个第二差值及所述第一时段的第一电信号曲线中第一采样点的数量得到所述第一时段的第一电信号的幅值上平均偏移
。7.
根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取多条第四电信号曲线，所述多条第四电信号曲线为多个无缺陷焊缝在所述第二时段产生的激光反射信号对应的电信号曲线；所述多个第四电信号曲线中的每条第四电信号曲线包括多个第四采样点，所述多个第四采样点与所述多个第三采样点在时间上对应；计算所述多条第四电信号曲线中每条第四电信号曲线中每个第四采样点所表示的幅值与该第四采样点在时间上对应的第三采样点所表示的幅值之间的差值，以得到多个第三差值；根据所述多个第三差值中大于0的第三差值与所述每条第四电信号曲线中第四采样点的数量得到所述每条第四电信号的参考平均偏移，所述多个参考平均偏移包括所述每条第四电信号的第一参考平均偏移；所述激光反射信号的平均偏移阈值为所述多个第一参考平均偏移中的最大值
。8.
根据权利要求1‑7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据第二时段的第二电信号和所述可见光信号对应的基准下边线得到所述第二时段的第二电信号的幅值极限；所述第二时段的第二电信号特征值大于所述可见光信号特征值阈值，包括：若第二时段的第二电信号的幅值极限大于可见光信号的幅值极限阈值，则确定第二时段的第二电信号特征值大于所述可见光信号特征值阈值
。9.
根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二时段的第二电信号曲线包括多个第五采样点，所述可见光信号对应的基准下边线包括多个第六采样点，所述多个第五采样点与所述多个第六采样点在时间上对应，所述根据所述第二时段的第二电信号和所述可见光信号对应的基准下边线得到所述第二时段的第二电信号的幅值极限，包括：逐个计算所述第二时段的第二电信号曲线包括的第五采样点中每个第五采样点所表示的幅值与该第五采样点在时间上对应的第六采样点所表示幅值之间的差值的绝对值，以得到多个第一绝对值；所述第二时段的第二电信号的幅值极限包括所述多个第一绝对值
。10.
根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取多条第五电信号曲线，所述多条第五电信号曲线为多个无缺陷焊缝在所述第二时段产生的可见光信号对应的电信号曲线；所述多个第五电信号曲线中的每条第五电信号曲线包括多个第八采样点，所述多个第八采样点与所述多个第六采样点在时间上对应；计算所述每条第五电信号曲线中每个第八采样点所表示的幅值与该第八采样点在时间上对应的第六采样点所表示的幅值之间的差值，以得到多个第六差值；其中，所述多个第六差值中最小差值的绝对值为所述可见光信号的幅值极限阈值
。11.
根据权利要求8‑
10
任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据第二时段的第二电信号和所述可见光信号对应的基准中线得到所述第二时段的第二电信号的幅值下平均偏移；
所述第二时段的第二电信号特征值大于所述可见光信号特征值阈值，包括：若第二时段的第二电信号的幅值下平均偏移大于可见光信号的平均偏移阈值，则确定第二时段的第二电信号特征值大于所述可见光信号特征值阈值
。12.
根据权利要求
11
所述的方法，其特征在于，所述第一时段的第二电信号曲线包括多个第五采样点，所述可见光信号对应的基准中线包括多个第七采样点，所述多个第五采样点与所述第七采样点在时间上对应，所述根据第一时段的第二电信号和所述可见光信号对应的基准中线得到所述第一时段的第二电信号的幅值下平均偏移，包括从所述多个第五采样点中获取至少一个第二目标点，所述第二目标点为所述多个第五采样点中，所表示的幅值低于在时间上对应的第七采样点所表示幅值的第五采样点；计算所述至少一个第二目标点中每个第一目标点所表示的幅值与该第二目标点在时间上对应的第七采样点所表示的幅值之间的差值的绝对值，以得到至少一个第二绝对值，根据所述至少一个第二绝对值及所述第一时段的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡崇源，王琳，白天翔，
申请(专利权)人：广州德擎光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：